Режим однотактной AM

April 22, 2010 by admin Комментировать »

При амплитудной модуляции амплитуда колебаний несущей частоты изменяется звуковыми или видеосигналами, что вызы­вает появление сигналов боковых частот или боковых полос. Более подробно это описано в следующих разделах данной гла­вы. Сигналы боковых полос и несущая образуют составное ко­лебание, амплитуда которого изменяется в соответствии с моду­лирующим сигналом.

В случае транзисторных цепей для амплитудной модуляции колебаний несущей могут быть использованы несколько спосо­бов. Один из них состоит в модуляции напряжения смещения транзистора. В этом случае рабочая точка, соответствующая немодулированному напряжению смещения, находится за пре­делами отсечки и амплитуда колебаний несущей устанавлива­ется таким образом, чтобы немодулированные пики оказались посреди области между состояниями насыщения и отсечки. Мо­дулирующее напряжение включается последовательно с посто­янным напряжением смещения, приложенным к базе. Поэтому результирующее напряжение смещения будет изменяться в со­ответствии с модулирующими сигналами, в результате чего вы­ходной сигнал окажется модулированным. В биполярных тран­зисторах, таким образом, необходимо изменять ток базы. В слу­чае же канальных приборов вследствие их очень высокого входного сопротивления можно было бы просто изменять вход­ное напряжение. Аналогично этому при достаточно большом сопротивлении, включенном в цепь базы, вторичную обмотку модулирующего трансформатора можно было бы включить по­следовательно с эмиттером для изменения смещения в соответ­ствии с модулирующим сигналом. При любом способе модуля­ции путем изменения смещения может произойти перегрузка модуляционного каскада, так что необходимо следить за тем, чтобы удерживать модулирующий сигнал, в пределах границ, определяемых пределами возможного размаха тока коллектора (от нуля до тока насыщения).

Широко используется схема модуляции в цепи коллектора (или в цепи стока в случае полевого транзистора). Однотакт-ная схема такого способа модуляции показана на рис. 6.1. Мо­дулирующий сигнал вводится последовательно в цепь питания коллектора транзистора Т1 оконечного каскада усилителя не­сущей, работающего в режиме класса С. Для этой цели исполь­зуется вторичная обмотка L5 выходного звукового (или видео-) трансформатора, называемого модулирующим трансформато­ром.

Для получения несущей применяется генератор с кварцевой стабилизацией частоты, сигнал которого усиливается до требуе­мого уровня при помощи нескольких последовательно включен­ных каскадов усиления класса С (см. разд. 15.1 и рис. 15.1). Перед модулятором на транзисторе Т2 также обычно исполь­зуется несколько каскадов усиления звуковых сигналов. На пер­вый из этих каскадов поступает сигнал от микрофона или дру­гого источника (телефона, магнитофона и т. д.).

В схеме, показанной на рис. 6.1, колебания несущей на вы­ходе резонансного контура в отсутствие модуляции имеют по­стоянную амплитуду. Поскольку ток коллектора транзистора Т1 усилителя класса С протекает через вторичную обмотку моду­лирующего трансформатора, любое падение напряжения на этой вторичной обмотке будет складываться или вычитаться из. напряжения, прикладываемого к коллектору. (Ссылка на на­пряжение используется для пояснения процесса, поскольку любое изменение приложенного напряжения в режиме класса С вызывает изменение коллекторного тока. Поэтому в процессе-модуляции изменяются также и уровни мощности.)

Функционально модулятор является обычной высококачест­венной системой усиления звуковых сигналов. Когда на микро­фон (или другой звуковой преобразователь) воздействует звук, на выходе L4 появляется отображающий его сигнал. В случае-положительного полупериода звукового колебания на выходе-верхний конец обмотки L5 находится под положительным потен­циалом, а нижний — под отрицательным. При этом условии на­пряжение звуковой частоты эффективно увеличивает напряже­ние, приложенное к усилителю класса С, поскольку полярность звукового колебания совпадает с полярностью положительного напряжения источника коллекторного питания +17. В этом слу­чае (рис. 6.1) амплитуда колебаний несущей увеличивается на величину, равную амплитуде звукового модулирующего сигна­ла. При отрицательном выходном звуковом модулирующем сиг­нале верхний конец обмотки L5 будет находиться под отрица­тельным потенциалом, а нижний — под положительным. Это на­пряжение в данном случае имеет полярность, обратную поляр­ности напряжения источника питания +U, и общее напряже­ние, приложенное к усилителю класса С, уменьшается. В этом случае, как показано на рис. 6.1, амплитуда колебаний несущей уменьшается. Если к модулятору больше не прикладываются: звуковые сигналы, амплитуда несущей опять принимает свое первоначальное значение, соответствующее номинальной мощ­ности несущей.

clip_image002

Рис. 6.1. Однотактная схема амплитудной модуляции.

Если эквивалентное активное сопротивление колебательного контура имеет постоянное значение, то мощность несущей изме­няется пропорционально квадрату напряжения. Поэтому при: полном размахе модуляции пиковая выходная мощность коле­бания несущей усилителя класса С достигает величины, в четы­ре раза превышающей уровень мощности немодулированной несущей. В соответствии с этим при полной (100%-ной) моду­ляции амплитуда колебаний несущей изменяется от нуля до удвоенной амплитуды немодулированной несущей.

clip_image004

Рис. 62. а — перемодуляция; б — 50%-ная модуляция; в — частота верхней боковой полосы модуляции; г — частота нижней боковой полосы модуляции.

В процессе модуляции средний ток коллектора, поступаю­щий к усилителю класса С от источника питания, не изменяет­ся, поскольку последовательные увеличения тока коллектора,, вызываемые модулятором, уравновешиваются аналогичными: уменьшениями тока коллектора. При 100%-ной модуляции выходная мощность модулятора должна быть равна половине входной мощности усилителя класса С. В этом определении под входной мощностью усилителя класса С понимается произведе­ние постоянного напряжения коллектора усилителя класса С на постоянный ток коллектора. Во время передачи звуковых, музыкальных или видеосигналов глубина модуляции постоянно изменяется вследствие изменений амплитуды, которые имеют место для различных уровней громкости, прикладываемых к входу модулятора. Глубина модуляции определяется отношени­ем мощности модулирующего сигнала к половине входной мощ­ности усилителя несущей.

Если амплитуда модулирующего сигнала слишком велика, это может привести к перемодуляции (рис. 6.2, а). При перемо­дуляции в течение короткого интервала времени амплитуда не­сущей падает до нуля, вследствие чего возникают искажения. Поэтому необходимо следить за тем, чтобы пики звукового мо­дулирующего сигнала не приводили к глубине модуляции, пре­вышающей 100%. Если уменьшить глубину модуляции, то (рис. 6.2, б) изменение амплитуды составного сигнала несущей становится менее отчетливым.

Как показано на рис. 6.2, в и г, в процессе амплитудной моду­ляции для каждой частоты модулирующего сигнала образуются две боковые частоты модуляции радиочастотных сигналов. Поэтому, если несущая имеет частоту 1000 кГц и модулирована сигналом частотой 400 Гц, частота сигнала одной боковой по­лосы будет на 400 Гц больше частоты несущей, т. е. будет рав­на 1000,4 кГц, а частота сигнала другой боковой полосы будет на 400 Гц меньше частоты несущей, т. е. 999,6 кГц. Если бы не­сущая была модулирована сигналом частотой 1000 Гц, сигнал верхней боковой полосы имел бы частоту 1001 кГц, а сигнал нижней боковой полосы — 999 кГц. При наличии в модулирую­щем сигнале колебаний нескольких частот образуется несколь­ко боковых частот модулированных колебаний.

Изменения амплитуды модулированных колебаний, показан­ных на рис. 6.1, свидетельствуют об изменении мощности со­ставного сигнала, включающего составляющие боковых полос, В процессе амплитудной модуляции амплитуда колебаний соб­ственно несущей частоты не изменяется, однако мощности сиг­налов боковых полос изменяются пропорционально уровням ам­плитуды модулирующего сигнала. В случае модуляции в цепи коллектора мощность сигнала боковой полосы определяется мо­дулятором. Поэтому сигнал, показанный на рис. 6.1, представ­ляет собой сумму несущей и составляющих боковых полос. Если составное колебание с изменениями амплитуды подверг­нуть процессу фильтрации для удаления составляющих верх­ней и нижней боковых полос модуляции, останется сигнал несу­щей постоянной амплитуды.

В схеме, показанной на рис. 6.1, коэффициент трансформа­ции модулирующего трансформатора выбирается таким обра­зом, чтобы обеспечить согласование выходного импеданса трансформатора с импедансом усилителя класса С. Модулиро­ванная несущая прикладывается к параллельному резонансно­му контуру и передается на вторичную обмотку L2, с которой колебания снимаются для подачи в антенную систему (в случае модуляции при высоком уровне сигнала) или на вход линейного усилителя класса В (при низком уровне сигнала).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты